【正文】 會融合為一幅圖象。把這種紙直接放置在液晶屏之前或是屏上，用各種線數(shù)的紙?jiān)囼?yàn)，找到一種最滿意的線數(shù)。如果買到的透鏡系統(tǒng)有較大的視場，就很可能看得見LCD的單個象元，但用散射元件使象元模糊就能解決這一難題。選擇散射元件除了兩個問題有待解決外，光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已基本就緒。膠很容易變干，所以能很快裝配好整個單元。可選用高檔工程塑料或鋁合金做框架（因?yàn)橛行┎考秒?，所以采用金屬框時一定要當(dāng)心）。所以如何解決這個問題的確取決于個人選擇。下面會討論如何減小這種影響，但我們也必須像所有頭盔顯示器的制造商們那樣做一些必要的妥協(xié)：要想獲得大的視場角和浸沒感，就必須犧牲一部分清晰度。而且還必須買幾套光學(xué)系統(tǒng)來做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步增大了頭盔顯示器的造價。美國有關(guān)專家的研究指出，一個平凸透鏡系統(tǒng)能提供以下三個不同的放大倍率：45mm口徑X78mm焦距可產(chǎn)生60~視場57mm口徑X110mm焦距可產(chǎn)生35~視場40mm口徑X92mm焦距可產(chǎn)生45~視場很顯然，這些數(shù)據(jù)隨著使用的顯示屏不同而改變。放大鏡片距離眼睛應(yīng)該保留1英寸的空間，這僅是留給戴眼鏡的使用者留出的空間。的地方；2．，依次類推。既然已經(jīng)確定了顯示屏的水平位置，就需要進(jìn)一步確定垂直位置了。然后就需要找到呷塊合適的棱鏡，它的角度盡可能接近上述測量角，而且必須正好等于或是大于測量角。圖8．17示意了如何用光路中的一塊棱鏡把視線偏向顯示屏的中心。不是什么角度的棱鏡都有現(xiàn)成的可以買到。我們準(zhǔn)備甩棱鏡來使從液晶顯示展出射—的光線偏折，從而使光線能以合適的角度人射到眼睛中。然而，如果大于16毫米，它們的放置方式就必須使我們易于把視線折向顯示屏的中心。如果上述測量距離小于16毫米，64毫米減去顯示屏水平尺寸的2倍就是所需的間隙大小，例如，顯示屏的水平尺寸是20毫米，正確的間隙為：64—2X20：24mm。采用64毫米的標(biāo)準(zhǔn)瞳距以便大多數(shù)人都可以試用我們設(shè)計(jì)的頭盔顯示器。液晶屏應(yīng)該位于眼睛的正前方，兩屏之間保留2毫米的間隔。2．選擇合適的光學(xué)系統(tǒng)在確定液晶顯示器之后，就該開始光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)了。具體設(shè)計(jì)方案如下：1． 選擇合適的液晶顯示屏（LCD）△彩色液晶顯示器，~，分辨率在18萬像素以上。這有點(diǎn)類似X、Y方向兩狀態(tài)之設(shè)計(jì)。收差補(bǔ)正 如上所述由于無法求得近軸量，因此依式以像高作為補(bǔ)正對象再配合焦距計(jì)算。主要原因是設(shè)計(jì)前必需先獲得入射瞳徑或物體側(cè)之NA等基礎(chǔ)資料。有關(guān)各面的定義座標(biāo)與軸上主光線的關(guān)系，由于軸上主光線并不限定非要通過各面定義座標(biāo)的中心不可，因此即使求出定義座標(biāo)原點(diǎn)附近的曲率 ，依此定義座標(biāo)所求得之近軸量實(shí)際上毫無意義。然而偏心光學(xué)的光線是曲折前進(jìn)，因此上述光線不易變成光軸。近軸量 一般而言，由物體中心射出并通過中心與像面交叉之光線會有一條存在。換言之YZ面必需是對稱面的面對稱。面對稱 若只考慮YZ面內(nèi)的偏心則Y軸的正負(fù)方向?yàn)榇笃?。不過若是偏心過大造成大偏心收差時，便無法構(gòu)成回轉(zhuǎn)對稱面之偏心光學(xué)，此時需設(shè)法改變面的形狀作成所謂的自由曲面，藉由自由曲面補(bǔ)正偏心收差。偏心棱鏡乃是刻意使光學(xué)面偏離光軸（簡稱離軸），傾斜結(jié)構(gòu)可使光路在無任何衰減情況下折疊，此外各面相互保持一定間隔，因此各光學(xué)面的折射力可大幅降低。例如設(shè)計(jì)3片Triplet 透鏡，傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)對稱光學(xué)除了將3片透鏡長度縮小之外沒有其它方法可使光學(xué)系統(tǒng)微型化。然而對于回轉(zhuǎn)對稱光學(xué)而言它的光軸成為一條直線，若改為偏心光學(xué)便可大幅壓縮體積。偏心的優(yōu)點(diǎn) 偏心最大優(yōu)點(diǎn)是可使光學(xué)結(jié)構(gòu)變的非常簡潔、小型。如上所述結(jié)偏心方式乃是取出光線最佳手段，但是偏心卻有造成收差變大的副作用。偏心 回轉(zhuǎn)對稱光軸光學(xué)中若發(fā)生偏心便會產(chǎn)生單邊光暈，不論如何調(diào)整Lens光軸都無法得到有效改善，對光學(xué)而言偏心乃是最大忌諱。若是由背面鏡構(gòu)成反射面則變成：Φ=2n/R （3）。Φ=2/R （2）。要注意的是，該光學(xué)面的光軸必須是直線狀。折射面的折射力Φ可由媒質(zhì)的折射率n，曲率半徑R，依下式求得：Φ=（n1）/R（1）。偏心自由曲面棱鏡自由曲面透鏡應(yīng)用于HMD由以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：；；。當(dāng)LCD產(chǎn)生的影像穿透A面進(jìn)入偏心自由曲面棱鏡C面，再全反射至觀視者眼睛對向側(cè)凹面鏡B面。小型液晶顯示器（LCD，Liquid Crystal Display）的影像通過一個偏心自由曲面透鏡，使影像變成類似大銀幕畫面。具體而言，小型顯示器所發(fā)射的光線經(jīng)過凸透鏡使影像因折射產(chǎn)生類似遠(yuǎn)方效果。但這是今后虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的方向。這將增加一定的技術(shù)難度。（一）娛樂型頭盔顯示器實(shí)現(xiàn)方案對娛樂型頭盔顯示器的主要功能要求：（1） 較高的逼真度（沉浸感）；（2） 三維成像；（3） 價格較低。在此不作詳細(xì)討論。 目前美國已有一些公司將頭部運(yùn)動跟蹤器固化到頭盔顯示器或三D目鏡中，如IGlasses（價格：2000 美元）。頭部運(yùn)動跟蹤器就是解決這個問題的裝置，有了這種裝置，你的環(huán)境就會根據(jù)你身體的運(yùn)動產(chǎn)生相應(yīng)的變化。R Virtual Reality Chair is powered by pressed air that is supplied by a small air pressor that is typically used for air brush paint guns. The Ramp。ll be missing is the smell of burning rubber and racing fuel. 售價：$Ramp。s seat of a highspeed Indy car. With it39。而力量反饋提供的是關(guān)于全部接觸力量的信息，還有表面的硬度或被抓物體的重量信息。 與視覺和聲音反饋相比，觸摸反饋分析比較復(fù)雜。觸覺感知是指人與物體對象接觸所得到的全部感覺，是觸摸覺、壓覺、振動覺、刺痛覺等等皮膚感覺的統(tǒng)稱。雖然它們是兩種不同形式的力量感知，但在虛擬環(huán)境中，它們都是使用戶具有臨境體驗(yàn)的交互手段，也是改善虛擬環(huán)境的一種重要方式。PowerGlove（能量手套）parallel port keyboard interface and software/manual. Build your own reality on your 386, 486, or Pentiumbased puter and manipulate it. Includes 2Morrow World Builder, conversion utilities, sample worlds and source code.售價：$5DT Glove（5維數(shù)據(jù)手套）The new 5DT Glove features advanced fiberoptic flex sensors to generate fingerbend data. Move easily through your virtual world by bining hand gestures with the pitch and roll of your hand. Breakthrough pricing, new features, open architecture and software support have made it the glove of choice.售價：右手 $；左手 $ Cyber Glove用于虛擬現(xiàn)實(shí)、 遠(yuǎn)程機(jī)器人學(xué)、 作業(yè)訓(xùn)練、 CAD 、語言識別署名、 電視游戲 、用圖表示特性動畫片制作、 音樂產(chǎn)生、 手功能分析等。 hue, contrast, and brightness (for SVHS input) 5DT HMDThe 5DT Head Mounted Display series offers the user affordable quality, high resolution, a crispimage and superior sound quality packaged in a sleek, fortable and extremely light headmount design.(3D Version Duel Input) $CyVisor is an ultradurable headset designed for most any application. It provides full color, SVGA resolution at 800x600 ( million pixels) and offers quality viewing, delivering clear text and graphics. With DSub 15 pin, RCA and SVideo connections, it will run with any PC and Video Source for an immersive bigscreen viewing experience.售價：$由美國Virtual Research Systems, 。售價：750美元VR4 diagonal Active Matrix Liquid Crystal Displays Resolution per eye: 170,660 color elements (742 x 230) equivalent to 56,887 triads 。Virtual IGlasses可用于PC、TV、Video等連結(jié)使用，產(chǎn)生3D動畫立體影視效果?，F(xiàn)對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的各個硬件部分簡要介紹如下：1． 頭盔顯示器（或3D目鏡）：用于與計(jì)算機(jī)、電視、游戲機(jī)相連，佩帶者可直接觀看立體影視場景或立體計(jì)算機(jī)場景，立體效果極佳，可觀看3維動態(tài)畫面。實(shí)物虛化是將現(xiàn)實(shí)世界的多維信息通過力、觸覺、聲音、熱等傳感器將光電能量轉(zhuǎn)換映射到計(jì)算機(jī)的數(shù)字空間生成相應(yīng)的虛擬世界。2． 軟件方面：虛擬現(xiàn)實(shí)建模系統(tǒng)（軟件）、聲音識別和語音合成等。五． 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方案一個真正的虛擬現(xiàn)實(shí)程序必須包括以下兩個基本要素：（1） 用戶具有身臨其境的感覺，并有實(shí)時隨意活動的自由；（2） 能夠?qū)崟r地操縱和改變該虛擬境界。初步估計(jì)僅娛樂應(yīng)用方面，如果，國內(nèi)10%的家庭擁有虛擬現(xiàn)實(shí)娛樂設(shè)備（如虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動器材），就有500億人民幣的市場。這主要是因?yàn)椋环矫?，國?nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和產(chǎn)品還處于研制開發(fā)階段，還不成熟；另一方面，國外進(jìn)口的產(chǎn)品，價格太高。只有個別的代理商從國外進(jìn)口一些不成套的產(chǎn)品，如三D目鏡等。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)被用于醫(yī)療培訓(xùn)、制作原型產(chǎn)品、建筑和產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及電子游戲等領(lǐng)域。2000年7月，美國cyberedge信息服務(wù)公司信息服務(wù)部公布了其關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)市場的第三次年度調(diào)查。不過在廣東的各大電器城的貨架上只見SONY的PLM5而暫時還不見TAKA 的Dynovisor的影蹤。戴上它能使人感覺在眼前兩三米處，形成不受任何環(huán)境影響的大屏幕投影般的大畫面，這也是此頭盔魅力之所在。而且網(wǎng)絡(luò)社會是一個不斷完善的系統(tǒng)，我們可以允許任何有興趣的人添加他自己的模型和場景，當(dāng)然這是要交由我們來審批的，也由我們來發(fā)布。因此我們的虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的媒體價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的ICQ，解決了它的最大問題（如何贏利）。一個一直浮動在桌面上的客戶端，其廣告位是有限的。2）從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用角度來分析，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的生動性和交互性是文字信息所無法比擬的，而推出這一產(chǎn)品的公司就是擁有了一家電視臺，它的媒體價值是無法估量的。現(xiàn)實(shí)社會和虛擬的網(wǎng)絡(luò)社會是緊密聯(lián)系但又完全不同的兩個實(shí)體，人們在現(xiàn)實(shí)社會中的諸多不平可以在虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界得以實(shí)現(xiàn)。1）從心理學(xué)上講，人是一種社會動物，總是有一種親和心理，總是渴望溝通的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造出一個形象逼真的模型，人與該模型可以進(jìn)行交互操作，并產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界中相同的反饋信息，使人們得到與在現(xiàn)實(shí)世界中同樣的感受。 虛擬現(xiàn)實(shí)具有最高的效率，隨著技術(shù)的不斷完善，成本的逐步下降以后的市場展望是相當(dāng)樂觀的。例如毀滅戰(zhàn)士（DOOM）、天旋地轉(zhuǎn)（Descent）等。 Microsoft公司預(yù)估，未來大部分的個人電腦游戲都是在Windows上，而且都是虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲。VR為我們提供了一個功能十分強(qiáng)大的在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)造各種環(huán)境 的平臺，它能提供更好的多人之間的交互，提供更加逼真的虛擬環(huán)境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來更好的娛樂感覺。在不動產(chǎn)、移動不便大型貴重產(chǎn)品的業(yè)務(wù)推廣與銷售，它可使得客戶在購買前先看產(chǎn)品的外貌與內(nèi)在，甚至于在虛擬世界中使用這產(chǎn)品，對房屋、土地、鍋爐、大型機(jī)具、家具、醫(yī)療材、健身器材、設(shè)計(jì)公司等方面都很有幫助。VRML有可能大幅度改善顧客購買商品的經(jīng)歷。VRML使工程人員能通過Internet/Intranet 按協(xié)作方式進(jìn)行三維模型的設(shè) 計(jì)、交流和發(fā)布，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率并削減成本。例如：在虛擬的飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中，學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。例如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技能、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練。技能訓(xùn)練虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。例如，在思想品德課教學(xué)中，學(xué)生可以與虛擬的歷史人物如岳飛、楊家將、孫中山等一起座談、交流，通過先進(jìn)人物的言行來感化學(xué)生，從而達(dá)到思想品德教育的目的。虛擬歷史人物可以用VR系統(tǒng)塑造偉人、名人、教師、學(xué)生、醫(yī)生等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使遠(yuǎn)教學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。例如，虛擬的化學(xué)